绿洲土地利用变化对中国西北干旱区地下水资源的影响:以石羊河流域尾闾绿洲为例

引言 绿洲是干旱区特有的一种景观类型，通常分布在内陆河两岸或其终端。中国的绿洲主要分布在西北干旱区，与大面积的荒漠戈壁相邻。尽管这些绿洲总面积只占西北干旱区总面积的4％～5％，但却集中了该区域90％以上的人口与95％以上的社会财富，是该区域的精华所在。几千年来，绿洲为当地经济的发展和全国的生态安全做出了重要贡献。

祁连山典型流域谷地植被斑块演变与土壤性状

植物群落演变与土壤性状变化之间的相互作用和过程研究对于认识生态系统结构和功能演变有着重要的意义。对祁连山谷地灌丛草甸退化演变过程中植物群落物种组成、土壤物理和化学性状特征、及土壤与植被的相互作用进行了研究，结果表明，在祁连山谷地阴坡林线以下较小的空间范围，植被斑块由金露梅群落向金露梅-马蔺群落斑块和马蔺群落斑块演变，植被盖度降低，但物种多样性增加。不同植被斑块之间土壤水分有显著的梯度变化，土壤水分的变化导致植被的退化演替。植被斑块的演变导致土壤性状的明显分异，从金露梅灌丛斑块向金露梅-马蔺群落斑块和马蔺群落斑块演变，土壤容重显著增加，土壤团聚体组成由大粒级的大团聚体（〉1mm）破碎为小粒级的大团聚体（1～0．25mm）和微团聚体（〈0．25mm），团聚体稳定性降低，表明土壤结构的退化；土壤有机碳含量下降了31．2％和55．9％，干筛各粒级土壤团聚体中有机碳含量金露梅-马蔺群落斑块和马蔺群落斑块显著低于金露梅斑块，土壤团聚体平均重量粒径与有机碳含量存在显著相关，植被退化演变中土壤有机碳的损失部分地由于团聚体的破碎引起；土壤全氮和有效氮不同斑块之间也有显著的差异，植被斑块退化演变使氮的有效性降低；但磷、钾养分对植被变化的响应不敏感。植被的退化演变使土壤团聚体破碎、土壤结构退化，有机碳和全氮含量下降，使其抗侵蚀能力和水源涵养功能显著降低，又进一步加速植被的退化演替。在气候变暖的趋势下，马蔺斑块将进一步向林线逼近，灌丛草甸植被将会进一步退化和萎缩。

风沙土中荒漠植物出苗和生长的比较研究

选择了5种荒漠植物红砂（Reaumuria soongorica）、泡泡刺（Nitraria sphaerocarpo）、花棒（Hedysarum scoparium）、白刺（Nitraria tangutorum）和沙拐枣（Calligonum mongolicum），设计了沙埋和幼苗生长两个控制实验，来研究它们的萌发出苗和生长定植能力。结果表明：5种植物的高出苗率、快出苗现象集中在0～3cm的沙埋深度；红砂、泡泡刺、花棒、白刺、沙拐枣的最佳沙埋深度分别为1cm、2cm、2．5cm、2cm和5cm。出苗率与沙埋深度方程的斜率显著相关于种子重量。种子重量与幼苗的绝对生长率、相对生长率正相关。相对生长率与单位叶速率和叶面积干重比显著正相关，但和叶面积比率和叶干重比率显著负相关。种子重量与根绝对伸长速率无关，但与根长比率和根长叶面积比率显著负相关。种子重量和单位叶速率是出苗和生长的较好的指示者，但仅仅种子重量和幼苗相对生长率并不能预示植物成活能力。

河西走廊中段边缘绿洲农田土壤性状与团聚体特征

【目的】土壤团聚体组成及其稳定性与土壤质量、土壤侵蚀和农业可持续性有着密切联系。【方法】在甘肃河西走廊中段近几十年来开垦的边缘绿洲区4种土类中(砂质新成土、正常干旱土、旱耕人为土和干润雏形土)采集49个农田表层土样(0～10cm),用干筛和湿筛法分析土壤团聚体组成及其稳定性,并分析了与土壤团聚体形成有关的土壤物理、化学性状。【结果】除干润雏形土外,大部分土壤粒级组成以沙粒为主;土壤有机碳含量低,平均为(5.88±2.52)g·kg-1,4种土类中有机碳平均含量平均为4.75～10.51g·kg-1,以砂质新成土最低,干润雏形土最高;碳酸钙含量普遍较高,平均含量为84.7～164.8g·kg-1,随土壤粘粉粒和有机碳含量的增加而增加;不同土类>0.25mm的干团聚体平均变动在65.2%～94.6%,干团聚体组成以>5mm的大块状团聚体(土块)为主,平均重量粒径(DMWD)变动在3.2～5.5mm;>0.25mm的水稳性团聚体变动在23.8%～45.4%,团聚体破坏率(PAD)为52.4%～66.8%,团聚体组成和特征有利于抵抗土壤风蚀,但稳定性差,灌溉后易于分散、沉实板结、通透性差。土壤粘粉粒、有机碳、碳酸钙及铁铝氧化物均对团聚体的形成有显著作用,以土壤粘粒和细粉粒作用最大,有机碳和碳酸钙作用次之;但有机碳和碳酸钙对团聚体的稳定性较粘粉粒的影响更为明显。退耕种植多年生苜蓿后,土壤有机碳、团聚体数量及其稳定性显著增加。【结论】对生态脆弱的边缘绿洲区新垦土地,退耕还草或推行草粮轮作,是改善土壤结构、提高土壤肥力、减轻土壤风蚀的可持续土地利用的有效途径。

主动和被动的冻土地温控制方法和技术

研究目的:主动和被动地温控制是冻土地温控制的基本方法。但如何对主动和被动的概念进行准确区分,目前在国内外却有所混淆,因此对主动和被动地温控制技术提出明确的划分显得尤为重要。研究结论:国际上普遍从能量的观点来区分——被动地温是在运行期间不需人为提供动力,也没有任何不停运动的机械部件,是冻土地温控制最常用的技术;而主动地温控制方法,需要动力支持或温控系统中有持续运动的部件,其显著的特点在于对冻结过程的人为可控制性和提供能量消耗。冻土地温控制的计算,有许多长期以来的研究公式及图表,但更为精确的计算,要利用一些成熟的模型进行模拟。

全球变暖情景下新疆降水的变化

基于有关水文气象测站的观测资料,对全球变暖背景下新疆降水的时空分布特征、演变趋势与变化原因进行了分析。结果表明:近40年来新疆年降水量总体上呈增加的趋势,并且不同地区降水的区域性差异十分明显。从年代际变化来看,新疆降水从上世纪60年代到80年代中期处于振荡减少阶段,80年中后期以后降水呈振荡增加趋势,且1987年为一个降水突变的拐点;新疆年平均降水量的增加主要应归因于全球变暖所带来的境外输入水汽量的增加。

温暖湿润区铁杉和高山松树轮δ^(13)C的气候意义

详细了解多树种树轮碳同位素组成(δ13C)对气候的响应机制是进行古气候重建的基础.利用川西高原温暖湿润区铁杉和高山松树轮δ13C序列,探讨了气候环境要素对两树种δ13C的控制作用及利用该指标进行气候重建的潜力.结果表明:铁杉和高山松树轮δ13C序列之间存在差异,其原因可能与树种本身的生理特性有关;当去除大气CO2浓度引起的低频影响后,两树种年轮碳同位素分辨率(Δ13C)序列之间的相关程度有所加强,且呈显著相关关系,说明气候要素对两树种的Δ13C有类似的控制作用.温度和水分与两树种Δ13C序列密切相关,但二者对Δ13C起控制作用的时段和强度因树种的不同而存在差异.其中,温度对铁杉Δ13C影响的关键时期为前一年12月至当年2月,对高山松影响的关键时期为当年4~7月;水分对铁杉和高山松Δ13C起控制作用的关键时期分别为当年2~4月和3~5月.可见在温暖湿润区,树轮碳同位素分馏因树种的不同而不同,且受多个气候要素共同作用,但最优多元回归方程的解释方差最大仅38.5%.因此,在温暖湿润的川西高原单独利用树轮δ13C进行气候要素重建受到一定限制.